Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аэрология карьеров. Практикум
.pdf
ma = 2 ⋅ 0,28(q
где q
и q
ср.в
L
= 2 км, K5 – в рассматриваемом случае K5 = 1 при Vср =
c
соответственно 0,53 и 0,36 кг/км, Lв = 1 км,
ср.с
= 10 км/ч, µ = 0,9, принимаем n
⋅ K5 ⋅ Lв + q
ср.в
⋅ K5 ⋅ Lс) ⋅ (1 − µ) ⋅ nм ⋅ Nар,
ср.с
= 3, Nар = 35. Таким обра-
м
зом, при движении 35 автосамосвалов БелАЗ-7540 интенсивность пылевыделения равна
m
= 2 ⋅ 0,28(0,53 ⋅ 1 ⋅ 1 + 0,36 ⋅ 1 ⋅ 2) ⋅ (1 − 0,9) ⋅ 3 ⋅ 35 = 7,35 г/с.
a
Интенсивность пылевыделения, г/с, при сдувании ее с поверхности транспортируемого материала в автосамосвалах
БелАЗ-7540 (формула (3.6)):
m
= q
где q
nп
⋅ Sa ⋅ N
na
= 0,003 г/м2, Sa для самосвала типа БелАЗ-7540 равна
nп
2
14 м
, Nap = 35 автосамосвалов, nм = 3, t
ap
⋅ nм ⋅ t
⋅ K1 ⋅ K6 (1 − µ),
днг
= 0,4, K1 = 1,
днг
K6 = 1,5 при скорости движения автосамосвала 10 км/ч
(табл. 3.7), µ = 0,9 (табл. 3.5).
Таким образом, при движении 35 автосамосвалов БелАЗ-7540
интенсивность пылевыделения при сдувании пыли с поверхности транспортируемого материала:
m
= 0,003 ⋅ 14 ⋅ 35 ⋅ 3 ⋅ 0,4 ⋅ 1 ⋅ 1,5(1 − 0,9) = 0,265 г/с.
na
Интенсивность газовыделения, г/с, при работе автосамосвалов (формула (3.4)):
m
= m
⋅ N
⋅ ki ⋅ kв / (24 ⋅ 3,6),
ap
⋅ t
25%
+ q
уд100%i
⋅ t
) ⋅ (1 − µ),
100%
где m
= (q
ik
⋅ txx + q
удxx
т.с
ik
уд25%i
кг/сут., для CO;
Nap = 35, q
= 0,160 (прил. 3.3), q
удxx
уд25%i
= 0,219, q
уд100%i
= 0,519, txx составляет (табл. 3.4) 40 % за сутки = 9,6 ч,
t
– 15 % – 3,6 ч, t
25%
– 45 % за сутки, или 10,8 ч, µ = 0,75
100%
(прил. 3.5), ki и kв – 1.
Общее количество выбрасываемых вредностей при работе автосамосвалов составляет:
– для CO:
m
= 35 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ (0,160 ⋅ 9,6 + 0,219 ⋅ 3,6 + 0,519 ⋅ 10,8) ×
т.сCO
× (1 − 0,75) / (24 ⋅ 3,6) = 0,803 г/с = 803 мг/с;
=
41
– для NO2:
m
= 35 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ (0,115 ⋅ 9,6 + 0,963 ⋅ 3,6 + 1,767 ⋅ 10,8) ×
т.сNO2
× (1 − 0,8) / (24 ⋅ 3,6) = 1,916 г/с = 1916 мг/с;
– для СН:
m
= 35⋅1⋅1 ⋅ (0,044 ⋅ 9,6 + 0,087 ⋅ 3,6 + 0,161 ⋅ 10,8) ×
т.сСН
× (1 − 0,70) / (24 ⋅ 3,6) = 0,301 г/с = 301 мг/с;
– для сажи:
m
т.с сажа
= 35 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ (0,005 ⋅ 9,6 + 0,024 ⋅ 3,6 + 0,052 ⋅ 10,8) ×
× (1 − 0,70) / (24 ⋅ 3,6) = 0,085 г/с = 85 мг/с.
Рассчитываем общую интенсивность пылевыделения в карьере:
m
= mоэ + m
об
бс200
+ m
+ mа + mnа =
бс250
= 36,4 + 0,182 + 0,126 + 7,35 + 0,265 =
= 44,323 г/с = 44 323 мг/с.
Концентрация пыли (формула (3.8)):
– при северном ветре: 44 323 / (1 113 420 ⋅ 0,25) = 0,159 мг/м
– при восточном ветре: 44 323 / (632 016 ⋅ 0,25) = 0,281 мг/м
– при западном ветре: 44 323 / (2 611 200 ⋅ 0,5) = 0,034 мг/м
– при южном ветре: 44 323 / (1 422 960 ⋅ 0,25) = 0,125 мг/м
3
3
;
3
3
.
Рассчитываем интенсивность выделения газов и сажи при восточном ветре, при котором в выработанное пространство карьера
поступает наименьшее количество воздуха (формула (3.8)):
;
;
для CO: 803 / (632 016 ⋅ 0,25) = 0,005 мг/м3;
для NO2: 1916 / (632 016 ⋅ 0,25) = 0,012 мг/м3;
3
для СН: 301 / (632 016 ⋅ 0,25) = 0,002 мг/м
;
для сажи: 85 / (632 016 ⋅ 0,25) = 0,001 мг/м3.
Концентрация вредностей должна быть равна или меньше
предельно допустимой C
3
ем равной 2 мг/м
. Как видно, при основных видах технологи-
(табл. 3.8). ПДК для пыли принима-
ПДК
ческих процессов открытых горных работ концентрация пыли и
газов на карьере в результате естественного проветривания при
любом направлении ветра будет в пределах нормы. Тем не менее при снижении скорости восточного ветра на поверхности до
42
1 м/с или при отказе средств локального пылегазоподавления
появляется вероятность нарушения пылегазового режима. В
связи с этим могут понадобиться дополнительные меры по снижению интенсивности пыле- и газовыделения, включая и использование установок искусственной вентиляции.
Таблица 3.8
Значения C
Наименование веществ ПДК, мг/м
некоторых вредных веществ
ПДК
3
Оксиды азота (NO2) 5,0
Углерода оксид (CO) 20,0
Сера диоксид (SO
) 0,1
2
Сажа 4,0
Пыль с содержанием свободного SiO
Пыль каменноугольная, содержащая свободного SiO
Пыль с содержанием свободного SiO
Пыль с содержанием свободного SiO
Углепородная и угольная пыль с содержанием свободного
5…10 %
SiO
2
свыше 70 % 1,0
2
до 5 % 10,0
2
10…70 % 2,0
2
менее 10 % 4.0
2
4,0
3.4. Варианты заданий
Задание. Рассчитать интенсивность пылевыделения при бу-
ровых, погрузочно-разгрузочных работах, работе автосамосвалов на карьере (см. параграфы 3.2 и 3.3). Оценить соответствие
содержания вредностей в воздухе выработанного пространства
ПДК. Сделать выводы. Исходные данные для расчетов представлены в табл. 3.9. Принять, что со стороны северного, восточного
и южного бортов наблюдается рециркуляционная схема проветривания, а со стороны западного – прямоточная схема.
Таблица 3.9
Исходные данные для выполнения задания
Наименование
параметров
Скорость северного ветра на
поверхности
Скорость восточного ветра на
поверхности
Обозна-
чение
, м/с 2,2 3,2 3,0 2,1 2,0 2,6 2,3 2,4 2,5 2,7
U
в
, м/с 2,1 2,5 2,6 3,3 2,8 3,1 2,4 2,7 2,9 2,0
U
в
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Номер варианта
43
Окончание табл. 3.9
Наименование
параметров
Количество
буровых станков
СБШ-200
Количество
буровых станков
СБШ-250
Количество экскаваторов ЭКГ-8И
Количество
автосамосвалов
БелАЗ-7540
Крепость пород по
шкале Протодьяконова
Примечание. Недостающие данные следует брать из материалов параграфов 3.2 и 3.3 (см. выше).
Обозна-
чение
N
N
n
N
f 6–8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 11 13 15 16 19 17 18 12 14
бс
4 6 7 8 10 12 5 6 4 9
бс
36 42 44 46 48 52 30 40 50 45
э
33 37 40 42 45 49 35 45 43 38
ар
Номер варианта
Контрольные вопросы
1. Сделайте рисунок (схему) рециркуляционной схемы проветривания карьера. Обозначьте зоны спутного и обратного потока
направлений движения воздуха.
2. При каких углах откоса подветренного борта карьера возникает рециркуляционная схема движения воздуха, при каких – прямоточная?
3. Что представляет собой пылегазовое облако? Когда оно
возникает?
4. Какие источники выделения вредностей в атмосферу карьера наблюдаются при буровзрывных работах?
5. Какие источники выделения вредностей в атмосферу карьера наблюдаются при массовых взрывах?
6. Какие источники выделения вредностей в атмосферу карьера наблюдаются при погрузочно-разгрузочных работах?
7. Как рассчитывается необходимое количество воздуха для
проветривания карьера?
8. Назовите значения ПДК для пыли и вредных газов в атмосфере карьера.
44
Приложение 3.1
Типы
станков
Удельное пылевыделение при работе буровых станков q
Средства подавления и улав-
ливания пыли
Средняя объемная производительность,
3
м
/ч, при крепости пород по шкале проф.
М.М. Протодьяконова
f = 4−6 f = 6−8 f = 8−10 f = 10−12 f = 12−14
бс
1,21 0,98 0,83 0,63 0,44
Удельное пылевыделение
СБШ-200
ВВП
УСП
БСП
1
2
3
0,9 1,9 2,4 3,7 4,2
1,3 2,6 3,3 5,2 5,9
32,3 64,6 83,1 129,2 147,6
1,80 1,50 1,29 0,98 0,70
Удельное пылевыделение
СБШ-250
ВВП 0,8 1,5 1,9 3,0 3,5
УСП 1,0 1,9 2,5 3,9 4,4
БСП 24,1 48,3 62,5 96,5 110,4
3,16 2,65 2,29 1,78 1,24
Удельное пылевыделение
СБШ-320
ВВП 0,9 1,9 2,4 3,7 4,2
УСП 1,2 2,3 3,0 4,7 5,3
БСП 29,3 58,5 75,3 117,1 133,8
1
ВВП – водо-воздушное пылеподавление;
2
УСП – сухое пылеулавливание;
3
БСП – без средств пылеподавления недопустимый или аварийный ре-
жим работы.
Приложение 3.2
Удельное пылевыделение экскаваторов при работе в забое и на отвале q
Наименование
оборудования
Удельное пылевыделение (q
от крепости пород f
Крепость породы Крепость угля
, г/м3) в зависимости
уд
2 4 6 8 10 1 2
Одноковшовые экскаваторы
ЭКГ-5А 2,4 3,4 4,8 7,2 10,9 1,93 1,93
ЭКГ-8И 2,9 4,1 5,8 8,7 13,2 2,78 2,78
ЭКГ-10 3,1 4,4 6,3 9,4 14,3 2,84 2,84
ЭКГ-12,5 3,1 4,4 6,3 9,4 14,3 2,84 2,84
ЭКГ-15 3,8 5,4 7,6 11,4 17,3 2,84 2,84
ЭКГ-20 4,2 5,9 8,4 12,7 19,2 – –
ЭКГ-30 4,8 6,8 9,6 14,4 21,8 – –
уд
45
Окончание приложения 3.2
Наименование
оборудования
Удельное пылевыделение (q
от крепости пород f
Крепость породы Крепость угля
, г/м3) в зависимости
уд
2 4 6 8 10 1 2
Роторные экскаваторы
ЭРГ-1250 ОЦ – – – – – 20 28
ЭРГ-1250 – – – – – 20 28
ЭРП-2500 – – – – – 11 15
ЭРП-5250 – – – – – 7 8
Экскаваторы на отвале
ЭКГ-5А 3,1 4,4 6,2 9,4 – – –
ЭКГ-8И 3,8 5,3 7,5 11,3 – – –
ЭШ-6,5 45У 7,2 10,1 14,3 21,4 – – –
ЭШ-14.50 7,2 10,1 14,3 21,4 – – –
ЭШ-20.65 10,3 14,4 20,4 30,5 – – –
ЭШ-11.70 10,8 15,2 21,5 32,2 – – –
ЭШ-40.85 12,5 17,4 24,7 36,9 – – –
ЭШ-15.90 14,1 19,7 27,9 41,8 – – –
ЭШ-20.90 14,1 19,7 27,9 41,8 – – –
ЭШ-65.100 14,7 20,5 29,1 43,5 – – –
ЭШ-4000/125 6,0 10,2 14,3 20,0 – – –
Приложение 3.3
Удельные выбросы вредных веществ дизельными двигателями тепловозов
, q
уд25%
, q
уд25%
уд100%
максимальная
мощность q
уд100%
Марка
тягового
агрегата или
тепловоза и
двигателя
и тяговых агрегатов q
Вред-
ные
веще-
ства
Значения удельных выбросов вредных веществ
дизельными двигателями тепловозов и тяговых
агрегатов, кг/ч, с различными режимами работы
холостой ход
q
удхх
удхх
20…30 % мощ-
ности, q
СО 0,442 1,603 2,714
ОПЭ-1
(14ДГУ-2)
NO
2
CH 0,081 0,642 1,035
0,383 6,105 10,829
C 0,027 0,208 0,353
СО 0,424 1,508 2,574
ТЭМ-7,
ТЭМ-7А
(12-26ДГ)
NO
2
CH 0,034 0,603 1,070
0,313 6,139 10,666
C 0,011 0,193 0,347
46
Удельные выбросы вредных веществ дизельными двигателями
автомобилей q
удхх
, q
уд25%
, q
уд100%
Значения удельных выбросов вредных веществ
Марка ав-
томобиля и
двигателя
Вредные
вещества
дизельными двигателями автомобилей, кг/ч,
с различными режимами работы
холостой
ход q
удхх
20…30 % мощ-
ности, q
уд25%
мощность q
СО 0,160 0,219 0,519
БелАЗ-7540
NO
2
CH 0,044 0,087 0,161
0,115 0,963 1,767
C 0,005 0,024 0,052
СО 0,190 0,261 0,617
БелАЗ-7548
NO
2
CH 0,052 0,104 0,190
0,130 1,148 2,105
C 0,009 0,034 0,052
СО 0,371 0,488 0,895
БелАЗ-7549
NO
2
CH 0,098 0,195 0,358
0,254 2,148 3,398
C 0,017 0,053 0,116
СО 0,494 1,081 1,108
БелАЗ-75120
NO
2
CH 0,121 0,242 0,443
0,363 2,660 4,876
C 0,023 0,079 0,144
СО 0,874 1,413 1,961
БелАЗ-75215
NO
2
0,642 4,706 8605
CH 0,214 0,427 0,804
максимальная
уд100%
Приложение 3.4
Удельное выделение пыли на автодорогах при движении автомобилей, кг/км
Угольная пыль
Тип покрытия и дорог
БелАЗ
7540
БелАЗ
7548
БелАЗ
7549
БелАЗ
7512
БелАЗ
7515
Щебеночное 0,73 0,86 1,01 1,41 2,20
Грунто-щебеночное и грунто-гравийное
0,92 1,08 1,28 1,94 2,74
Грунтовая на отвале (складе) 1,30 1,53 1,80 2,66 3,85
Грунтовая в забое 1,59 1,87 2,2 3,29 4,73
Тип покрытия и дорог Породная пыль
Щебеночное 0,36 0,42 0,59 0,79 1,04
Грунто-щебеночное и грунто-гравийное
0,53 0,61 0,72 0,99 1,31
Грунтовая на отвале (складе) 0,71 0,85 1,01 1,38 1,84
Грунтовая в забое 0,90 1,06 1,26 1,71 2,25
47
µ
Приложение 3.5
Коэффициент
Предусмотренное оборудование и средства
Осадительные камера или пылеприемник, ци-
0,95–0,97
клоны мультициклоны, циклоны ВЗП,
фильтры тонкой очистки, тканевые или картон-
ные УПП-5
Труба Вентури, циклоны с обратным конусом,
0,85–0,90
система прямого впрыска воды
Поливочные машины, оросительно-вентиляци-
) 0,35–0,5
2
Пылеподавление 0,55–0,60
онные установки
Гидрозабойка: газоподавление (NO
0,80–0,85
Стволы-распылители РС, СА,
лафетные стволы ЛС-1, установки УМП-1А,
самоходно-поливочные агрегаты СПА-1
До 0,75
Каталитические нейтрализаторы:
ПМ-130, СПА, УМП-1М, АОП-35, АВР, УНП-1 0,85–0,90
– оксид углерода
– углеводороды До 0,70
– альдегиды До 0,80
48
давления
Способы пылегазопо-
Сухое пылеулавли-
вание
Водяное пылеподав-
ление
Увлажнение отбитой
горной массы
Гидрообеспыливание
автодорог
-водой
-вяжущими
Нейтрализация ОГ
Коэффициент эффективности средств пылеподавления и пылеулавливания µ
Источник
ных веществ
выделения вред-
Бурение
Взрывание Гидрообеспыливание
Экскавация
Транспорт: авто-
мобильный
Системы сухого обеспыливания 0,75–0,8
Система гидрообеспыливания 0,85–0,9
Системы орошения, пеногенераторы 0,85–0,9
Системы орошения 0,97–1,0
Укрытие узлов пере-
грузки горной массы,
аспирация и очистка
Гидрообеспыливание
Орошение узлов пере-
грузки
запыленного воздуха
конвейерный
Орошение растворами
КНЦ, полиакрилами-
узлов загрузки
железнодорожный
Гидрообеспыливание То же 0,85–0,9
дами, латексами
Орошение латексами АВР, УМП-1М, АОП-35, СПА 0,85–0,9
Поверхность от-
валов
49
Практическая работа 4
РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
КАРЬЕРА
Последние годы все большее число карьеров России простаивают из-за высокой загазованности и запыленности атмосферы.
В этой ситуации ИТР карьеров не всегда готовы к принятию решений, исключающих или значительно снижающих простои по
вышеназванным причинам.
Целью работы является приобретение студентами навыков
расчета искусственной вентиляции в карьерах при различных
метео- и технологических ситуациях.
Искусственная общеобменная вентиляция в этих случаях применяется тогда, когда, как правило, исчерпаны все возможные
меры борьбы с вредностями, поступающими в карьер. Местная искусственная вентиляция, тем не менее, может применяться и для
нормализации состояния воздушной среды в отдельных забоях или
рабочих зонах. При расчете искусственной вентиляции карьеров
основными задачами являются определение типов вентиляторных
установок, их количества, схемы расположения и работы.
4.1 Формулы для расчета искусственной
вентиляции карьера
Расчеты проводятся для общеобменной искусственной вентиляции, по времени проветривания внутрикарьерной атмосферы
после взрывных работ, также проводится расчет искусственной
вентиляции труднопроветриваемых зон карьера.
Расчет свободных искусственных струй
Скорость воздуха U
, м/с, на оси струи на расстоянии X ме-
m
тров от начального сечения (при расположении вентиляторов с
вертикальными струями на дне, принимается равным глубине
карьера) определяется по формуле
U
где U
– средняя скорость в начальном сечении, м/с;
0 ср
= 0,48 ⋅ U
m
0 ср
0,5
⋅ b
/ (a ⋅ X / D + 0,145), (4.1)
0
b0 – коэффициент, учитывающий неравномерность распреде-
ления скоростей воздуха в начальном сечении (b0 = 0,8–0,9);
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]